10/23/2011
Asfaltové směsi 1/2 Silniční stavby 2 Přednáška č. 4
Složení směsi Rozdělení směsí Návrh směsí Názvosloví směsí Použití směsí Zkoušení směsí Výroba Doprava Pokládka Kontrola
Obsah přednášky
kamenivo asfaltové pojivo vzduchové mezery
Tuhost Odolnost proti trvalým deformacím Životnost Odolnost proti vodě Povrchové vlastnosti Nízkoteplotní vlastnosti
Složení asfaltových směsí
1
10/23/2011
-
ZHUTNITELNOST ovlivňuje budoucí vlastnosti vrstvy tvar zrn plynulá čára zrnitosti kameniva obsah asfaltového pojiva Špatná zhutnitelnost může vést k nedosažení požadované míry zhutnění, nadměrné mezerovitosti a dřívějšímu výskytu poruch. Obecné požadavky na směsi
-
SEGREGACE ZRN hrubozrnnější směsi při nevhodně zvolené čáře zrnitosti oddělení hrubší frakce od jemné shluky hrubých zrn bez přítomnosti asfaltové malty malá soudržnost u obrusných vrstev ztráta materiálu
Obecné požadavky na směsi
-
-
-
4
5
ODOLNOST PROTI TRVALÝM DEFORMACÍM schopnost asfaltové směsi odolávat vůči účinkům vnějších sil při vysoké teplotě a pomalém nebo statickém zatížení vysoká pevnost ve smyku (používání drceného kameniva, tvrdých nemodifikovaných pojiv, modifikovaných pojiv) směsi se zbytkovou mezerovitostí menší jak 2 % jsou náchylné k tvorbě deformací (asfaltové pojivo má 20x větší teplotní roztažnost než kamenivo)
Obecné požadavky na směsi
6
2
10/23/2011
-
-
RELAXACE A TVORBA TRHLIN znamená odbourání napětí a souvisí s elasticko-viskózním chováním asfaltového pojiva. Asfaltové pojivo je schopno postupně odbourávat vzniklá napětí viskózním přetvářením.
Obecné požadavky na směsi
7
TRVANLIVOST Trvanlivost asfaltové směsi je dána její dlouhodobou odolností proti účinku klimatických vlivů: - vody, - mrazu, - slunečního záření - vždy v kombinaci s účinky dopravy. ODOLNOST PROTI STÁRNUTÍ OPOTŘEBENÍ POVRCHU Obecné požadavky na směsi
8
TRVANLIVOST: ODOLNOST PROTI STÁRNUTÍ Velký vliv má mezerovitost: - vliv srážkové vody (obrus, ložná vrstva) VYSOKÁ MEZEROVITOST: oxidativní stárnutí, průnik vody, nečistot Vm
propustnost
< 3%
Nepropustná
3%-5%
Prakticky vodotěsná
5%-8%
Mírně propustná
>8%
Propustná
Obecné požadavky na směsi
9
3
10/23/2011
TRVANLIVOST: OPOTŘEBENÍ POVRCHU proces, kterému nelze zabránit urychlován dopravním zatížením přilnavost asfaltového pojiva ke kamenivu odolnost vůči účinkům vody asfaltové směsi
Obecné požadavky na směsi
1 0
DRSNOST A PROTISMYKOVÉ VLASTNOSTI MIKROTEXTURA: dána vlastností kameniva, MAKROTEXTURA přilnavost asfaltového pojiva ke kamenivu odolnost vůči účinkům vody asfaltové směsi
Obecné požadavky na směsi
1 1
ROVINATOST POVRCHU - důležitá pro dobrý jízdní komfort, - pro bezpečné odvádění vody - bezpečnost provozu. Rovinatost povrchu závisí - na kvalitě pokládky, - na správném poměru tloušťky vrstvy a maximální velikosti zrna.
Obecné požadavky na směsi
1 2
4
10/23/2011
PROTIHLUKOVÉ VLASTNOSTI - obrusné vrstvy z asfaltových směsí všeobecně příznivěji než ostatní používané materiály pro tyto vrstvy vozovek - díky dobré makrotextuře a viskoelastickým vlastnostem asfaltu - asfaltové směsi s přerušenou čárou zrnitosti, - asfaltový koberec drenážního, - asfaltový koberec mastixový. Obecné požadavky na směsi
1 3
Teoretický návrh asfaltové směsi (složení směsi kameniva, teoretické množství pojiva) Výroba zkušebních těles (-0.5 %, -0.3 %, 0 %, + 0.3 %, + 0.5 %) – hutněné směsi Lité asfalty – číslo tvrdosti Stanovení mezerovitosti Výběr optimálního množství přidávaného pojiva Empirické a funkční zkoušky
NÁVRH ASFALTOVÉ SMĚSI
KRYTOVÉ VRSTVY Podkladní Horní Dolní krytová krytová vrstvy vrstva vrstva PODKLADNÍ VRSTVY V kontaktu Podklad Přenos zatížení pro s obrusnou kolem z krytových vrstvu vrstev do podloží Odoláváfunkce) Přenos (nosná zatížení klimatickým do podkladních podmínkám vrstev Zimní údržba Odolnost proti trvalým deformacím Povrchové Trend: Požadavek tuhévlastnosti na vrstvy, životnost, vyšší pevnost teploty vvlétě, tahunízké za vDrenážní ohybu, zimě pevnost schopnost ve smyku Rovnost Mezerovitost: Trend: tuhé vrstvy, 3 % -vyšší 8 % teploty v létě, nízké Hlučnost vTloušťka: zimě 50 mm – 90 mm Trend: snižovat3tloušťky Mezerovitost: %-9% Mezerovitost: Tloušťka: 50 mm 2 %– -100 6 %mm Tloušťka: 20 mm – 50 mm 1 5 23.10.2011 pro AGA Letiště s.r.o.
Konstrukce netuhé vozovky
5
10/23/2011
• ČSN EN 13108-1 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 1: Asfaltový beton • ČSN EN 13108-2 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 2: Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy • ČSN EN 13108-3 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 3: Velmi měkká asfaltová směs • ČSN EN 13108-4 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 4: Asfaltová směs hutněná za horka (HRA) • ČSN EN 13108-5 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 5: Asfaltový koberec mastixový • ČSN EN 13108-6 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 6: Litý asfalt • ČSN EN 13108-7 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 7: Asfaltový koberec drenážní • ČSN EN 13108-8 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 8: R-materiál
TG 3 – výrobkové normy
• ČSN EN 13108–20: Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 20: Zkoušky typu • ČSN EN 13108–21: Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály –část 21: Řízení výroby u výrobce
TG 4 – normy pro kvalitu
ČSN 73 6160 Zkoušení silničních asfaltových směsí ČSN 73 6121 Stavba vozovek – Vrstvy z hutněných asfaltových směsí – Část 1: Provádění a kontrola shody ČSN 73 6122 Stavba vozovek – Vrstvy z litého asfaltu – Část 1: Provádění a kontrola shody
Zbytkové normy
6
10/23/2011
• AC označení asfaltového betonu (vychází z anglického názvu pro asfaltový beton = Asphalt Concrete) • Označení asfaltového betonu podle použití v konstrukčních vrstvách vozovek: - ACO = AC surf– asfaltový beton pro obrusné vrstvy D - ACL = AC bin – asfaltový beton pro ložní vrstvy B - ACP = AC base – asfaltový beton pro podkladní vrstvy T
ČSN EN 13108 – 1: Asfaltový beton - Názvosloví
• Označení asfaltového betonu podle nejhrubší použité frakce kameniva: ACO D Číslo D představuje velikost oka horního síta nejhrubší použité frakce kameniva (tzv. nominálního síta) pro daný druh asfaltové směsi.
ČSN EN 13108 – 1: Asfaltový beton - Názvosloví
• Označení asfaltového betonu podle kvalitativních požadavků: • ACL D S; ACL D +; ACL D, ACL D CH - S směsi se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací, nahrazující směsi podle předpisu TP 109 - + směsi nahrazující kvalitativní třídu směsí I podle ČSN 73 6121; - Bez označení ⇒ směsi nahrazující kvalitativní třídu směsí II a III podle ČSN 73 6121 - CH směsi pro nemotoristické komunikace a chodníkové úpravy
ČSN EN 13108 – 1: Asfaltový beton - Názvosloví
7
10/23/2011
• Označení asfaltového betonu se doplňuje: - o druh použitého pojiva: - ACL D S pojivo; ACL D + pojivo; ACL D pojivo PŘÍKLAD: ACL 16 S PMB 10/40-65
ČSN EN 13108 – 1: Asfaltový beton - Názvosloví
• v technické dokumentaci se doplňuje uvedením tloušťky vrstvy v milimetrech a označením odpovídající normy. - PŘÍKLAD Asfaltový beton pro obrusnou vrstvu vozovky s velikostí maximálního zrna 11 mm třídy dopravního zatížení např. III a silničním asfaltem 50/70, tloušťka vrstvy 40 mm, podle ČSN EN 131081:2007. - ACO 11+ 50/70; 40 mm; ČSN EN 13108-1:2008
ČSN EN 13108 – 1: Asfaltový beton - Názvosloví
AC Obrusné, ložní, podkladní vrstvy Všechny TDZ D = 5, 8, 11, 16, 22, 32 Všechny typy asfaltových pojiv Relativně jednoduché na vyskládání směsi kameniva Plynulá čára zrnitosti Do AC začleněno OK
Asfaltový beton
8
10/23/2011
• Označení asfaltového betonu pro velmi tenké vrstvy podle čáry zrnitosti: - BBTM D A; BBTM D B; BBTM D C - Symbol pro rozlišení je doplněn za označením D nominálního síta: A směsi s vyšším obsahem drobného kameniva a jemných částic B směsi s nižším obsahem drobného kameniva a jemných částic C směsi s vyšším obsahem drobného kameniva a nejvyšším obsahem jemných částic
ČSN EN 13108 – 2: Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy - Názvosloví
• Označení asfaltového betonu pro velmi tenké vrstvy podle kvalitativních požadavků: - Symbol pro rozlišení je doplněn za označením čáry zrnitosti: S směsi se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací ve spolupůsobení s ložní vrstvou podle dříve platných TP 109 - +směsi podle předchozí ČSN 73 6121 - Bez označení směsi pro TDZ IV až VI podle předchozí ČSN 73 6121 BBTM D A S; BBTM D A +; BBTM D A
ČSN EN 13108 – 2: Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy - Názvosloví
9
10/23/2011
• Označení asfaltového betonu pro velmi tenké vrstvy se doplňuje: - o druh použitého pojiva BBTM D A S pojivo; BBTM D A + pojivo; BBTM D A pojivo PŘÍKLAD Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy s velikostí maximálního zrna 11 mm třídy C pro obrusnou vrstvu vozovky třídy dopravního zatížení např. IV a silničním asfaltem 50/70. BBTM 11 C + 50/70
ČSN EN 13108 – 2: Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy - Názvosloví
• technické dokumentaci se doplňuje uvedením tloušťky vrstvy v milimetrech a označením odpovídající normy. - PŘÍKLAD Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy s velikostí maximálního zrna 8 mm třídy B třídy dopravního zatížení např. IV, tloušťka vrstvy 25 mm, navržený podle ČSN EN 13108-2:2007. BBTM 8 B 50/70; 25 mm; ČSN EN 131082:2008
ČSN EN 13108 – 2: Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy - Názvosloví
Obrusná vrstva Tloušťka 20 mm – 30 mm Čára zrnitosti kameniva navržena tak, že vzniká otevřená struktura
BBTM – asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy
10
10/23/2011
Zhutnitelnost - při nedostatečném zhutnění dochází k dřívějšímu výskytu poruch obrusné vrstvy Odolnost proti stárnutí - při větší mezerovitosti dochází k působení vnikající povrchové vody, čímž je zapříþiněno narušení spojení pojiva s kamenivem. Dochází k rychlejšímu stárnutí asfaltu. Protismykové vlastnosti – vytvořením vhodné mikrotextury a makrotextury lze zajistit vhodné protismykové vlastnosti Protihlukové vlastnosti –hlučnost je nižší než u běžných AC, kde se udává hodnota < 76 dB (A). Snížení hluku o 3 dB odpovídá snížení dopravy zhruba o polovinu. Ekonomické hledisko - umožňuje efektivní, rychlé a levné zhotovení obrusné vrstvy při dodržení všech kvalitativních požadavků
BBTM – užitné vlastnosti
Pro všechny TDZ Modifikovaná a nemodifkovaná asfaltová pojiva R - materiál 0% Mezerovitost 3 % - 15 % Obsah pojiva od 4,8 % ITSR
BBTM - charakteristika
• Označení asfaltového koberce mastixového - SMA označení asfaltového koberce mastixového (vychází z anglického názvu pro asfaltový koberec mastixový = Stone Mastic Asphalt) • Označení asfaltového koberce mastixového podle nejhrubší použité frakce kameniva - SMA D - Číslo D představuje velikost oka horního síta nejhrubší frakce použitého kameniva (tzv. nominálního síta) pro daný druh asfaltové směsi.
ČSN EN 13108 – 5: Asfaltový koberec mastixový - Názvosloví
11
10/23/2011
• Označení asfaltového koberce mastixového podle kvalitativních požadavků: - Symbol pro rozlišení je doplněn za označením D nominálního síta: S ⇒ směsi se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací, nahrazující směsi podle zvláštního + ⇒ směsi nahrazující kvalitativní třídu směsí I podle ČSN 73 6121-1 Bez označení ⇒ směsi nahrazující kvalitativní třídu směsí II podle ČSN 73 6121-1 SMA D S; SMA D + ; SMA D
ČSN EN 13108 – 5: Asfaltový koberec mastixový - Názvosloví
• Označení asfaltového koberce mastixového se doplňuje: – o druh použitého pojiva. • SMA D S pojivo; SMA D + pojivo; SMA D pojivo PŘÍKLAD Asfaltový koberec mastixový s velikostí maximálního zrna 11 mm pro obrusnou vrstvu vozovky třídy dopravního zatížení např. I se zvýšenou odolností proti tvorbě trvalých deformací a modifikovaným asfaltem 25/55-55. SMA 11 S PMB 25/55-55 • v technické dokumentaci se doplňuje uvedením tloušťky vrstvy v milimetrech a označením odpovídající normy. PŘÍKLAD Asfaltový koberec mastixový s velikostí maximálního zrna 8 mm třídy dopravního zatížení např. III a silničním asfaltem 50/70, tloušťka vrstvy 40 mm, podle ČSN EN 13108-5:2007. SMA 8 + 50/70; 40 mm; ČSN EN 13108-5: 2008
ČSN EN 13108 – 5: Asfaltový koberec mastixový - Názvosloví
Obrusná vrstva Pro zatížené komunikace a plochy Vyvinuta v 70. letech v Německu Přerušená čára zrnitosti Vysoký obsah hrubého kameniva (zrno – zrno) Použití nosiče pojiva Základní charakteristiky: vysoká odolnost proti tvorbě trvalých deformací, odolnost proti tvorbě mrazových trhlin, příznivá makrotextura a s ní související útlum hluku z dopravy, pomalý proces stárnutí, dobrá přilnavost k podkladu.
SMA – asfaltový koberec mastixový
12
10/23/2011
Tloušťka 15 mm – 60 mm ⇔velikost zrna od 4 mm do 16 mm Mezerovitost od 2 % do 4,5 % Minimální obsah pojiva 5,8 % Modifikovaná a nemodifikovaná pojiva Jen drcené kamenivo Nosič pojiva Koleje, stékavost
SMA – asfaltový koberec mastixový
• Označení litého asfaltu: - MA všeobecné označení litého asfaltu (vychází z anglického názvu pro litý asfalt = Mastic Asphalt) • Označení litého asfaltu podle nejhrubší použité frakce kameniva: - MA D - Číslo “D“ představuje velikost oka horního síta nejhrubší frakce použitého kameniva (tzv. nominálního síta) pro daný druh asfaltové směsi
ČSN EN 13108 – 6: Litý asfalt - Názvosloví
• Označení litého asfaltu: - MA všeobecné označení litého asfaltu (vychází z anglického názvu pro litý asfalt = Mastic Asphalt) • Označení litého asfaltu podle nejhrubší použité frakce kameniva: - MA D Označení litého asfaltu podle kvalitativních požadavků : Symbol pro rozlišení je doplněn za označením D nominálního síta: pro určení kvalitativních požadavků jsou zavedeny jakostní třídy I, II, III, IV, V. ČSN EN 13108 – 6: Litý asfalt - Názvosloví
13
10/23/2011
PŘÍKLAD 1 Litý asfalt se zrnitostí do 16 mm pro dálnici s dopravním zatížením S MA 16 I • Označení litého asfaltu v technické dokumentaci se doplňuje uvedením tloušťky vrstvy v milimetrech a označením odpovídající normy. PŘÍKLAD 2 Označení litého asfaltu na dodacím listu – Litý asfalt pro ochrannou vrstvu izolace na mostě se zrnitostí do 11 mm a s asfaltem gradace 20/30. MA 11 IV 20/30 PŘÍKLAD 3 Označení litého asfaltu v technické dokumentaci – Litý asfalt pro ochrannou vrstvu izolace na mostě se zrnitostí do 11 mm, tlouštka vrstvy 35 mm, podle ČSN EN 131086:2007. MA 11 IV; 35 mm; ČSN EN 13108-6:2007
ČSN EN 13108 – 6: Litý asfalt Názvosloví
směs kameniva a asfaltového pojiva, popřípadě dalších přísad. obsah asfaltového pojiva vyšší, kamenivo nevytváří kostru směsi, ale je pouze kamenivem výplňovým (nedochází k tření jednotlivých zrn), zrna “plavou“ v asfaltu. směs z litého asfaltu neobsahuje vzduchové mezery. obrusné vrstvy silnic a dálnic, chodníků, dopravních a skladovacích ploch do ochranné vrstvy izolace mostních objektů. Litý asfalt
• Označení asfaltového koberce drenážního PA všeobecné označení asfaltového koberce drenážního (vychází z anglického názvu pro asfaltový koberec drenážní = Porous Asphalt ) • Označení asfaltového koberce drenážního podle nejhrubší použité frakce kameniva PA D
ČSN EN 13108 – 7: Asfaltový koberec drenážní Názvosloví
14
10/23/2011
• Označení asfaltového koberce drenážního se doplňuje o druh použitého pojiva PA D pojivo PŘÍKLAD Asfaltový koberec drenážní s velikostí maximálního zrna 11 mm a modifikovaným asfaltem PMB 45/80-50. PA 11 PMB 45/80-50 • Označení asfaltového koberce drenážního v technické dokumentaci se doplňuje uvedením tloušťky vrstvy v milimetrech a označením odpovídající normy. PŘÍKLAD 1 Asfaltový koberec drenážní s velikostí maximálního zrna 8 mm a silničním asfaltem 50/70, tloušťka vrstvy 40 mm, podle ČSN EN 13108-7:2007. PA 8 50/70; 35 mm; ČSN EN 13108-7:2008
ČSN EN 13108 – 7: Asfaltový koberec drenážní - Názvosloví
Obrusná vrstva Vysoký podíl vzájemně propojených mezer a dutin ⇔ vysokým obsah stejnozrnného kameniva úzké frakce Drenážní schopnost (zvyšuje bezpečnost provozu odstraněním aquaplaningu a rozstřikování vodní clony za jedoucími vozidly) Zvuk pohlcující vrstva Vysoký podíl mezer ⇨ rychlejší stárnutí Koheze směsi je zajištěna téměř výhradně pojivem odolnost proti trvalým deformacím je výsledkem styku a vzájemného tření mezi zrny kameniva
PA – drenážní koberec
Klíčovou roli u kameniva hraje tvar zrn Styk zrn kameniva nesmí být příčinou porušení již při hutnění směsi nebo předčasného opotřebení vlivem dopravy Musí být zajištěna výborná a trvalá přilnavost asfaltu ke kamenivu.
PA – drenážní koberec
15
10/23/2011
Zanášení a ucpávání mezer Snížení mezerovitosti, snížení propustnosti a akustických schopností Rizika v zimních obdobích Vyšší spotřeba solí
PA – údržba a životnost
Jízda na PA představuje pro řidiče vysoký jízdní komfort. odstraňuje riziko aquaplaningu a zlepšuje viditelnost ve dne i v noci. snižování hlučnosti ve srovnání s uzavřenými povrchy AC a SMA. Prosazování opatření k ochraně proti hluku v EU vede k vývoji dvouvrstvých drenážních koberců druhé a třetí generace, které snižují hluk o 6 – 10 dB. Úseky s povrchem PA je nutno pečlivě vybírat a po zhotovení pravidelně udržovat čištěním speciálními mechanismy (proplachováním tlakovou vodou a vysáváním nečistot) Návrh směsi vychází z empirických požadavků. S používáním PA v ČR jsou minimální zkušenosti.
PA - závěry
• AKO označení pro asfaltový koberec otevřený • Označení asfaltového betonu podle nejhrubší použité frakce kameniva : - AKO 16 = AKOH - AKO 11 = AKOS - AKO 8 = AKOJ AKOVH již není definován
ČSN 73 6121 Příloha B: Asfaltový koberec otevřený
16
10/23/2011
Obrusná vrstva V
POUŽITÍ VRSTVY Ložná vrstva Podkladní vrstva VI I
Sportovní plochy Plochy s dopravou 13 % - 24 % mezerovitost
AKO – asfaltový koberec otevřený
Firemní technologie SMA LA LOA PMA
PROTIHLUKOVÉ ÚPRAVY
• VMT označení pro směs s vysokým modulem tuhosti • Označení směsi s vysokým modulem tuhosti podle nejhrubší použité frakce kameniva : - VMT 16 - VMT 22 V dříve platných VMT byly směsi označovány: VMT A I 0-16, VMT A I 0-22, VMT A II 0-16, VMT A II 0-22 VMT B I 0-16, VMT B I 0-22, VMT B II 0-16, VMT B II 0-22
TP 151: Směsi s vysokým modulem tuhosti
17
10/23/2011
Ložní a podkladní vrstvy s vysokým dopravním zatížením minimalizace vzniku nadměrných trvalých deformací ve formě vyjetých kolejí a jiných poruch podobného typu, vysoká odolnost proti únavě i proti působení vody a tím zajistit i jejich vysokou životnost, snížit tloušťky vozovky ve srovnání s klasickými typy úprav či zvýšit provozní výkonnost vozovky. VMT
0/16 L: 50 – 80 mm P: 50 – 80 mm 0/22 L: 60 – 100 mm P: 60 – 120 mm silniční asfalt 20/30, 30/45, 35/50 modifikované asfalty PMB 10/40-60,-65, PMB 25/55-55, -60, -65, multigrádové silniční asfalty MG 20/30 a MG 35/50 tvrdé silniční asfalty TSA 15/25 (TSA 20/30)
VMT
Recyklát pro ložní vrstvy 25 %, v případě použití modifikovaných pojiv 15% pro podkladní vrstvy 30 %
VMT
18
